science >> Wetenschap >  >> Fysica

Een krachtige, zakformaat optische imager, niet langer sciencefiction

Thomas O'Sullivan, universitair docent elektrotechniek, en Ola Abdalsalam, doctoraat student. Krediet:Universiteit van Notre Dame

Voor Wilhelm Röntgen, een werktuigbouwkundig ingenieur, ontdekte in 1895 een nieuw type elektromagnetische straling, artsen konden er alleen maar van dromen om in het lichaam te kunnen kijken. Binnen een jaar na Röntgens ontdekking, Röntgenstralen werden gebruikt om tumoren te identificeren. Binnen 10 jaar, ziekenhuizen gebruikten röntgenstralen om patiënten te diagnosticeren en te behandelen.

1972, computertomografie (CT) scans werden ontwikkeld. In 1980, magnetische resonantie beeldvorming (MRI) technologie commercieel beschikbaar kwam.

Vandaag, ingenieurs zoals Thomas O'Sullivan, assistent-professor elektrotechniek aan de Universiteit van Notre Dame, de zoektocht voortzetten om de kwaliteit van medische diagnose en behandeling te verbeteren met behulp van nabij-infrarood optische beeldvorming.

O'Sullivan en zijn team ontwikkelen een krachtig, zakformaat optische imager die ooit leek op sciencefiction.

"Als we ons de geneeskunde van de toekomst voorstellen, veel mensen denken aan Dr. Leonard McCoy, een arts in de originele 'Star Trek'-serie, ' zei O'Sullivan.

"Dr. McCoy gebruikte een draagbare tricorder om een ​​persoon te scannen en onmiddellijk verwondingen of ziekten overal in het lichaam te beoordelen. We hebben nog geen commercieel product zoals McCoy's tricorder, maar we zijn dicht bij het realiseren ervan. We ontwikkelen nieuwe medische beeldvormingstechnologie die licht gebruikt om ons op een veilige en relatief goedkope manier een beter zicht te geven op de functie van weefsels en cellen diep onder de huid.

Krediet:Universiteit van Notre Dame

"Even belangrijk, we schalen die technologie naar beneden om in de zak van een dokter te passen, dus het is net zo draagbaar als een stethoscoop of een thermometer."

CT- en MRI-scans hebben een revolutie teweeggebracht in de manier waarop ziekten werden gediagnosticeerd en gevolgd, zei O'Sullivan. Maar ze kunnen niet vaak worden gebruikt. CT-scans gebruiken lage stralingsdoses; een enkele scan duurt ongeveer 10 minuten en kost tot $2, 500. MRI maakt gebruik van magnetische en radiogolven. Eén scan duurt maximaal een uur en kan oplopen tot $ 4, 000. Voor beide procedures zijn hele kamers hardware nodig.

"Het kleine apparaat dat we ontwikkelen, maakt gebruik van licht, wat erg veilig is, om een ​​arts te helpen bij het zoeken naar de eerste tekenen van ziekte tijdens een kantoorbezoek - of u zelfs een apparaat te geven om mee naar huis te nemen, ' zei O'Sullivan.

"Het apparaat kan ook worden gebruikt om de progressie en behandeling - van borstkanker tot hersenfunctie tot persoonlijke gezondheid - met meer precisie te volgen."

Het nieuwe platform verzamelt snel grote hoeveelheden data, reconstrueren in 2D- en 3D-beelden, zei O'Sullivan.